JP2001328147A - 樹脂成形装置および樹脂成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上方部の駆動に油圧を利用することから、天
候や温度などの外的要因により油温が変化し、駆動動作
が不安定になる。 【解決手段】 樹脂成形時に、ポイントＣにて樹脂の注
入を開始し、ポイントＤに至るまでの型締めの過程に
て、上方部１２を駆動させるサーボモータ１８によっ
て、ポイントＣからポイントＤまでの位置を制御しつ
つ、上モールド１３と下モールド１４との型面間に発生
する内圧をサーボモータ１８の圧力制御を使用すること
により、一定品質の樹脂成形品の生成を可能にすること
ができるとともに、成形時間を略一定にすることを可能
にする。また、上方部１２を支持するバランサーシリン
ダ部１０を適用することによって、より安定した圧力制
御を実現することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形装置およ
び樹脂成形方法に関し、特に、樹脂成形品の成形時に、
成形圧力を制御するとともに、上下型の型面にて形成さ
れる間隙を制御する樹脂成形装置および樹脂成形方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の樹脂成形装置は、所定の
凸形状を有する型面を上方に向けて固定された雄型と、
上下駆動可能であるとともに、この型面に凹形状の型面
を対面させて配置された雌型とを備えている。そして、
この対面間は所定の間隙を有する位置に位置決めされ、
樹脂成形時、この間隙に樹脂が注入される。ここで、注
入された樹脂に対して雌型の型面を作用させるために、
雌型に油圧駆動装置が設置されており、この油圧駆動装
置の駆動により、雌型を雄型の型面方向に下降させて型
締めを実施している。そして、型締めの完了により所定
の樹脂成形品が生成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の樹脂成
形装置においては、油圧駆動装置の駆動によって型締め
を実施するため、型締め完了状態での位置を精確に制御
することが出来ない。従って、別に位置決め装置を設け
る必要があり、樹脂成形装置の構成が大きなったり、複
雑化していた。また、油圧を利用することから、天候や
温度などの外的要因により油温が変化し、駆動動作が不
安定になることがあり、品質の一定した樹脂成形品を生
成することが困難であった。さらに、このように駆動動
作が不安定になると、型締めの時間を一定にすることが
できないため、樹脂成形品の生産時間を一定にできなか
った。

【０００４】本発明は、上記課題にかんがみてなされた
もので、型締めに至る過程で圧力および位置を制御して
成形をすることにより、一定品質の樹脂成形品の生成を
可能にするとともに、成形時間を一定にすることが可能
な樹脂成形装置および樹脂成形方法の提供を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、型面が所定の間隙を備え
て対面する上下型と、樹脂成形品の成形に際して上記間
隙に樹脂を注入する樹脂注入手段と、上記上下型の型締
めに至る過程で上記樹脂を注入した間隙の内圧が所定圧
力となるように上記上型および下型の位置決め制御を実
行する型締め制御手段とを具備する構成としてある。

【０００６】上記のように構成した請求項１にかかる発
明においては、樹脂成形装置を概略上型と、下型とによ
り構成し、この上型と下型との両型面を所定の間隙を備
えて対面するように配置する。そして、樹脂注入手段に
て当該間隙に樹脂を注入しつつ、上型と下型とを型締め
して所定の樹脂成形品を生成する。この型締めを行うに
際して、下型あるいは上型を制御する手段として型締め
制御手段を備えさせている。ここで、型締め制御手段は
上記型締めに至る過程で上記樹脂を注入した間隙の内圧
が所定圧力となるように型締め圧力を制御しつつ、上記
上型および下型の位置決め制御を実行する。

【０００７】本樹脂成形装置にて生成される樹脂成形品
の一態様として、請求項２にかかる発明は、請求項１に
記載の樹脂成形装置において、上記樹脂注入手段は、上
記間隙に設置された所定の含浸素材に多粘性樹脂を注入
して含浸させる構成としてある。上記のように構成した
請求項２にかかる発明においては、本樹脂成形装置にて
含浸素材に多粘性樹脂を含浸させた樹脂成形品を生成す
る。かかる場合、樹脂成形品を成形するにあたり、上型
と下型との間隙に含浸素材を設置する。ここで、樹脂注
入手段にて多粘性樹脂を注入し、型締め制御手段にて所
定の制御を実行しつつ、上型および下型の型締めを行
う。そして、この型締め時における型締め制御手段によ
る圧力の制御によって、多粘性樹脂を含浸素材に略均質
に浸透させることが可能となり、含浸素材と多粘性樹脂
とにより形成される高品質な樹脂成形品を生成すること
が可能になる。ここで、含浸素材は特に限定されるもの
でなく、含浸性を備えればよく、ガラス繊維であっても
良いし、木材繊維であっても良い。むろん、綿繊維など
の織布であっても良い。

【０００８】型締めの際に行われる型締め制御手段によ
る制御手法の一態様として、請求項３にかかる発明は、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の樹脂成形装
置において、型締め制御手段は、上記内圧を略一定に制
御するとともに、所定の変化率に基づいて上記間隙を徐
々に縮小しつつ所定の位置に位置決め制御する構成とし
てある。上記のように構成した請求項３にかかる発明に
おいては、型締めに際して、型締め制御手段にて間隙に
発生する内圧を略一定に制御する。また、同時に、型締
め制御手段は、上記間隙を所定の変化率に基づいて徐々
に縮小しつつ、所定の位置に位置決め制御する。

【０００９】型締めの際に行われる型締め制御手段によ
る制御手法の他の一態様として、請求項４にかかる発明
は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の樹脂成
形装置において、上記型締め制御手段は、所定の変化率
に基づいて徐々に拡大する方向に上記内圧を制御すると
ともに、所定の変化率に基づいて上記間隙を徐々に縮小
しつつ所定の位置に位置決め制御する構成としてある。
上記のように構成した請求項４にかかる発明において
は、型締めに際して、型締め制御手段にて所定の変化率
に基づいて徐々に拡大する方向に上記内圧を制御する。
また、同時に、型締め制御手段は、所定の変化率に基づ
いて、上記間隙を徐々に縮小しつつ所定の位置に位置決
め制御する。

【００１０】型締めの際に行われる型締め制御手段によ
る制御手法のさらに他の一態様として、請求項５にかか
る発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の
樹脂成形装置において、上記型締め制御手段は、所定の
変化率に基づいて徐々に拡大する方向に上記内圧を制御
するとともに、上記間隙を略一定に制御する構成として
ある。上記のように構成した請求項５にかかる発明にお
いては、型締めに際して、型締め制御手段にて所定の変
化率に基づいて徐々に拡大する方向に上記プレス圧力を
制御する。また、同時に、型締め制御手段は上記間隙を
略一定に制御する。

【００１１】型締め制御手段が制御を実行する具体的な
構成の一例として、請求項６にかかる発明は、請求項１
〜請求項５のいずれかに記載の樹脂成形装置において、
上記型締め制御手段は、サーボモータにて構成する。上
記のように構成した請求項６にかかる発明においては、
型締め制御手段をサーボモータにて構成する。これによ
り、簡易な構成で複雑な内圧あるいは間隙の位置制御を
高精度に実施することが可能になる。

【００１２】型締め制御手段にて内圧を所定圧力に制御
するものの、樹脂注入手段から注入される樹脂の注入圧
力により、上記型締め制御手段によって発生させる圧力
の制御が不安定になることが有り得る。そこで、請求項
７にかかる発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記
載の樹脂成形装置において、上記樹脂注入手段は、上記
間隙内に発生する内圧を検出する圧力検出手段を備える
とともに、同圧力検出手段にて検出した内圧が上記型締
め制御手段の制御する所定圧力に略一致するように樹脂
の注入を制御する構成としてある。上記のように構成し
た請求項７にかかる発明においては、樹脂注入手段に間
隙内に発生する内圧を検出する圧力検出手段を備えさせ
る。そして、同圧力検出手段は、内圧を検出し、この検
出した内圧が上記型締め制御手段の制御する所定圧力に
略一致するように樹脂の注入圧力を制御する。

【００１３】上述したように、上型と下型との両型面間
に樹脂を注入する際して、型締め制御手段は、当該間隙
の内圧が所定圧力となるように圧力制御を実行しつつ、
上型および下型の位置決め制御を実行する。すなわち、
圧力制御の実行として上型および下型に働く圧力を制御
しながら、位置制御の実行として当該上型および下型を
型締め方向に移動させている。例えば、この型締め制御
手段に、サーボモータを使用する場合、この圧力制御を
実現する手法として、トルク制御を実行することにな
る。このように、サーボモータ等を適用可能な型締め制
御手段で上型および下型にの間隙に注入された樹脂に発
生させる所定圧力を制御する場合、この圧力制御におい
ては、上型および下型の重量についても考慮する必要が
生じる場合がある。

【００１４】なぜなら、サーボモータ等を適用して型締
め制御手段で実行する圧力制御の範囲以外で、上型およ
び下型の重量が上記間隙に注入された樹脂に対する圧力
を形成するためである。従って、上型および下型の重量
によって上記間隙に注入された樹脂に対して形成される
圧力より小さい圧力を加えるために、型締め制御手段は
圧力制御を行なう場合、上記上型および下型の重量を支
えなければならなくなる。

【００１５】このため、圧力制御の実行のためにサーボ
モータでトルク制御を行なう場合は、サーボモータの発
生させるトルクをマイナス側に、例えば、上型を型締め
方向とは反対の上側に持ち上げるマイナストルクを発生
させなければならない。この場合、サーボモータのマイ
ナス側のトルクと上型の重量が等しくなるように近づけ
る場合は、圧力制御は０に近づき、型締め方向に働く力
がないため、位置制御が出来なくなることがある。かか
る状況を解消しうる好適な一例として、請求項８にかか
る発明は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の樹脂
成形装置において、上記型締めに際して、上記上型ある
いは下型の重量を支持する型重量支持手段を備える構成
としてある。

【００１６】上記のように構成した請求項８にかかる発
明においては、樹脂成形装置に型重量支持手段を備えさ
せ、型締めに際して、上型あるいは下型の重量を支持す
るようにする。このように、上型および下型の重量を支
える型重量支持手段を取り付けることにより、例えば、
型締めにあたり、上型の重量を上側に持ち上げることが
可能になる。これによって、型締め制御手段の圧力制御
にて発生する圧力は、型締め方向に常時働くことになる
ため、圧力制御を安定させることが可能になる。また、
型締め制御手段としてサーボモータを適用した場合、こ
のサーボモータの保持トルクを利用することにより、よ
り精度の高い位置制御が可能となる。

【００１７】ここで、上述した型重量支持手段の具体的
な構成の一態様として、請求項９にかかる発明は、請求
項８に記載の樹脂成形装置において、上記型重量支持手
段は、バランサーシリンダにて構成する。上記のように
構成した請求項９にかかる発明においては、型重量支持
手段をバランサーシリンダにて構成する。これにより簡
易に型重量支持手段を構成することが可能になる。

【００１８】このように、所定の形状を備える上型と所
定の形状を備える下型とを両型面を所定の間隙を備えて
対面させ同間隙に樹脂を注入しつつ上記上型および下型
を型締めして樹脂成形品を生成する手法は必ずしも実体
のある装置に限られる必要はなく、その方法としても機
能することは容易に理解できる。このため、請求項１０
にかかる発明は、所定の形状を備える上型と所定の形状
を備える下型とを両型面を所定の間隙を備えて対面させ
同間隙に樹脂を注入しつつ上記上型および下型を型締め
して樹脂成形品を生成する樹脂成形方法であって、樹脂
成形品の成形に際して上記間隙に樹脂を注入する樹脂注
入工程と、上記上下型の型締めに至る過程で上記樹脂を
注入した間隙の内圧が所定圧力となるように上記上型お
よび下型の位置決め制御を実行する位置決め制御工程と
を具備する構成としてある。すなわち、必ずしも実体の
ある装置に限らず、その方法としても有効であることに
相違はない。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、型締めに
至る過程で圧力および位置を制御して成形を行うことに
より、一定品質の樹脂成形品の生成を可能にするととも
に、成形時間を一定にすることが可能な樹脂成形装置を
提供することができる。また、請求項２にかかる発明に
よれば、略一定の成形時間により樹脂成形品を生成可能
であるため、特に、含浸素材を利用した樹脂成形品を生
成する場合、含浸させる樹脂を略均質にすることがで
き、高品質な樹脂成形品を生成することが可能になる。
さらに、請求項３にかかる発明によれば、型締め時の制
御の一例を示すことができる。さらに、請求項４にかか
る発明によれば、型締め時の制御の他の一例を示すこと
ができる。さらに、請求項５にかかる発明によれば、型
締め時の制御のさらに他の一例を示すことができる。さ
らに、請求項６にかかる発明によれば、内圧および位置
の制御を簡易に、そして、高精度に実施することが可能
になる。さらに、請求項７にかかる発明によれば、樹脂
の注入圧力が制御可能になるため、内圧および位置の制
御をより高精度に実施することができる。さらに、請求
項８にかかる発明によれば、型締めに際して、型重量支
持手段にて上型および下型の重量を支持することによっ
て、圧力制御を安定させることが可能になる。さらに、
請求項９にかかる発明によれば、型重量支持手段にバラ
ンサーシリンダを利用することによって簡易に当該型重
量支持手段を構成することが可能になる。さらに、請求
項１０にかかる発明によれば、型締めに至る過程で圧力
および位置を制御して成形を行うことにより、一定品質
の樹脂成形品の生成を可能にするとともに、成形時間を
一定にすることが可能な樹脂成形方法を提供することが
できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態にか
かる樹脂成形装置の概略構成を示した概略外観図であ
る。同図において、樹脂成形装置１０は、概略、筐体１
１と、上方部１２と、所定の略凹形状の型形状部１３ａ
を有し、同型形状部１３ａの凹部を下方に向けて上方部
１２の下面に固着された上モールド１３と、下面に車輪
１４ａが配設され図垂直方向に動作可能な下方部１４
と、所定の略凸形状の型形状部１５ａを有し、同型形状
部１５ａの凸部を上方に向けて下方部１４の上面に固着
された下モールド１５とを備えている。ここで、上方部
１２は筐体１１にボールネジ１６を介して接続されてい
る。

【００２１】この上方部１２には、ボールネジ１６のネ
ジ形状に対応した所定の溝が形成されて、この溝とボー
ルネジ１６が係合しており、ボールネジ１６が回転動作
すると、この回転動作が上方部１２に伝達される。これ
により、同上方部１２は筐体１１に対して上下駆動する
ことになる。このボールネジ１６は、筐体１１に配設さ
れたボールベアリング１７に接続され、回転動作につい
ては筐体１１と遮断される構造となっている。上述した
上方部１２の上下駆動を実現する構成として、筐体１１
は上部にサーボモータ１８と、タイミングベルト１９
と、タイミングプーリ２０とを備えている。そして、サ
ーボモータ１８が所定の指令データに基づいて回転軸１
８ａを回転動作させると、この回転動作は回転軸１８ａ
に接続されたタイミングベルト１９に伝達される。

【００２２】また、このタイミングベルト１９は、ボー
ルネジ１６の上端に設置されたタイミングプーリ２０に
巻き回しされており、タイミングベルト１９の動作に伴
なって、タイミングプーリ２０が回転動作する。そし
て、このタイミングプーリ２０が回転動作すると、ボー
ルネジ１６が回転動作し、上述した上方部１２が上下駆
動することとなる。すなわち、本樹脂成形装置１０にて
樹脂成形を実施するに際して、サーボモータ１８を制御
し、この制御に基づいて上方部１２が上下駆動する。か
かる場合、サーボモータ１８の回転動作はタイミングベ
ルト１９、タイミングプーリ２０、ボールネジ１６の順
に伝達されることとなる。ここで、上方部１２が下方部
１４に向かって下降する場合は、樹脂成形の型締めの動
作に該当し、このとき、上方部１２の下降動作によって
上モールド１３の型形状部１３ａを下方部１４の下モー
ルド１５の型形状部１５ａに接近させる。

【００２３】また、樹脂成形装置１０は、当該樹脂成形
装置１０に所定の樹脂を注入する樹脂注入装置５０が併
設されている。この樹脂注入装置５０は、概略、流路５
１ａに接続されたタンク５１と、流路５２ａに接続され
たタンク５２と、流路５３ａに接続されたタンク５３と
が備えられている。これらのタンク５１〜５３には成形
に使用する樹脂に応じて適宜所定の溶剤が充填されるこ
とになる。その一例としては、タンク５１には主剤が充
填され、タンク５２には硬化剤が充填され、タンク５３
にはアセトンが充填される場合がある。そして、流路５
１ａおよび５２ａに配設されたポンプ５４，５５によっ
て、タンク５１およびタンク５２から各溶剤を樹脂成形
装置１０に対して流出可能になっており、流路５１ａに
配設されたバルブ５７の開閉度合いを制御して主剤に対
するアセトンの混合割合を制御する。

【００２４】同様に、流路５２ａに配設されたポンプ５
４の開閉度合いを制御して硬化剤に対するアセトンの混
合割合を制御している。流路５１ａと流路５２ａとはバ
ルブ５７，５８にてアセトンが混合された後に結合され
て、流路６０を形成し、同流路６０にて樹脂成形装置１
０に接続している。ここで、樹脂成形装置１０は、筐体
１１の上部にて上述した流路６０と接合する。また、こ
の上部には主剤と硬化剤とアセトンとが所定の比率によ
り混合された樹脂の注入を受ける樹脂注入経路６１が形
成されるとともに、同樹脂注入経路６１は、上方部１２
に接続される。さらに、上方部１２の上部には、この樹
脂注入経路６１の接続を受ける注入部６２が配設されて
おり、上モールド１３にこの注入部６２と挿通する樹脂
注入経路６３が形成され、樹脂注入装置５０から注入さ
れる樹脂を上モールドの型面側に流入可能になってい
る。

【００２５】図２は、樹脂成形装置１０に同樹脂成形装
置１０の下方部１４を搬送する搬送装置の概略構成を示
した概略外観図である。同図において、搬送装置７０は
レール７１，７１を備えており、車輪１４ａがレール７
１，７１上を移動することによって、下方部１４を樹脂
成形装置１０に対して搬入、あるいは、樹脂成形装置１
０から搬出可能になっている。この搬入および搬出に際
して、待機待避エリアＡ，Ｂでは、樹脂成形装置１０に
て下モールド１５上に成形された樹脂成形品Ｐｔを取り
出したり、樹脂成形品Ｐｔを取り出してカラになった下
方部１４を樹脂成形装置１０に投入する。この搬送装置
７０によって、樹脂成形装置１０は連続稼動を実現可能
になっている。例えば、樹脂成形装置１０で成形中に、
そのまえの成形にて生成された樹脂成形品Ｐｔを待機待
避エリアＡにて取り出す作業を行い、下方部１４をカラ
状態にし、現在の成形にて生成された樹脂成形品Ｐｔを
待機待避エリアＢに搬出するとともに、待機待避エリア
Ａの下方部１４を樹脂成形装置１０に搬入することによ
り連続稼動する。

【００２６】図３は上述した樹脂成形装置１０のサーボ
モータ１８にて上方部１２の上下駆動を行うにあたり、
所定の速度制御、圧力制御、位置制御を実現する制御シ
ステムの概略構成を示した構成図である。同図におい
て、制御システム８０は、概略、コントローラ８１と、
サーボアンプ８２とから構成されており、コントローラ
８１に対して設定される上下駆動の移動量Ｘや型締め時
の上モールドの型圧を制御するためのトルク値Ｙやこの
型圧を発生させる加圧時間Ｔなどのパラメータ設定値が
コントローラ８１に対して指示され、コントローラ８１
は内部に備えるＣＰＵにて当該パラメータ設定値に基づ
いて所定の演算を実行し、この演算の演算結果を指令値
としてサーボアンプ８２に出力する。そして、サーボア
ンプ８２は入力した指令値に基づいた所定の電流をサー
ボモータ１８に印加し、サーボモータ１８は当該電流に
基づいて動作することになる。

【００２７】図４は樹脂成形時において上方部１２が型
締めを行う際の制御態様を示したタイムチャートであ
る。同図においては、縦軸にて上方部１２の位置を示
し、横軸にて上方部１２の移動に際する時間を示してい
る。本実施形態においては、初期状態として、下モール
ド１５の型面から上モールド１３の型面の距離、すなわ
ち、オープンハイト位置Ｏｐは１８００ｍｍとなってい
るとともに、上方部１２の下降ストロークが最大８００
ｍｍとなっている。従って、上方部１２は８００ｍｍの
下降ストロークにて徐々に下降し、樹脂成形品によって
異なる所定のシャットハイト位置Ｓｔまで下降する。そ
して、樹脂成形が終了すると、上方部１２をオープンハ
イト位置Ｏｐまで上昇させ、一連の樹脂成形サイクルを
完了させる。

【００２８】この樹脂成形サイクルは、図示するよう
に、ポイントＡ〜Ｆを通過して完了する。ここで、ポイ
ントＡは上述したオープンハイト位置Ｏｐを示し、上方
部１２はこのポイントＡからポイントＢに向かっては速
度ｖ１にて下降し、ポイントＢにて速度を低速方向に切
り替え、速度ｖ２にてポイントＣに向かって下降する。
このポイントＡ〜Ｃまでのサーボモータ１８の制御は、
ポイントＡＣ間の距離に基づく位置制御と、速度ｖ１お
よびｖ２による速度制御が実行される。このとき、トル
ク値は一定に保持されるように制御する。ここで、ポイ
ントＣ〜Ｄ間の制御については後述することとし、ポイ
ントＣ〜Ｄへの設定された加圧時間Ｔによる型締めが終
了すると、ポイントＤからポイントＥに向けて上方部１
２を速度ｖ３にて上昇させる。

【００２９】そして、このポイントＥにて速度を高速方
向に切り替え、速度ｖ４にてポイントＦに向かって上昇
させる。このポイントＤ〜Ｆまでのサーボモータ１８の
制御は、ポイントＤＦ間の距離に基づく位置制御と、速
度ｖ３およびｖ４による速度制御が実行される。次に、
ポイントＣ〜Ｄにおける制御について説明する。上方部
１２がポイントＣまで下降すると、樹脂注入装置５０を
作動させ、上モールド１３と下モールド１５との両型面
間に対して樹脂の注入を開始する。このポイントＣ〜Ｄ
においては、上方部１２を下降させるにあたり、サーボ
モータ１８の制御は、位置制御および圧力制御が実行さ
れる。この制御は、コントローラ８１に設定されたポイ
ントＣＤ間の距離と、同様にコントローラ８１に設定さ
れた上モールド１３および下モールド１５間にて発生す
る内圧の初期圧力および最終圧力に基づいて実行され
る。この位置制御および圧力制御の詳細は後述する。

【００３０】図５は、樹脂成形時において上方部１２に
て型締めを行う際の樹脂成形装置１０の動作の時間経過
を簡略的に図示した時間経過図である。同図において、
図５（ａ）は、上方部１２に配設された上モールド１３
の型面がポイントＡ、すなわち、オープンハイト位置Ｏ
ｐに位置する状態を示している。かかる状態より上方部
１２は速度ｖ１にて下降を開始し、切り替え点であるポ
イントＢにかかると上方部１２は減速し、速度ｖ１から
速度ｖ２に切り替えられる。この切り替えは、次のポイ
ントＣにおける位置決めを高精度にて実現するために、
徐行速度に減速切り替えが行われる。図５（ｂ）は、上
方部１２の上モールド１３の型面が速度ｖ２にてポイン
トＣまで下降してきた状態を示しており、かかるポイン
トＣにて樹脂の上モールド１３および下モールド１５の
型面間への樹脂の注入が開始される。

【００３１】そして、型面間への樹脂の注入とともに、
ポイントＣＤ間における位置制御および圧力制御が実行
され、この制御が上モールド１３の型面がポイントＤに
移行するまで続行される。図５（ｃ）は、ポイントＣか
ら位置制御および圧力制御が実行され、上モールド１３
の型面がポイントＤに移行した状態を示している。この
ように、上記型面がポイントＤ、すなわち、シャットハ
イト位置Ｓｔに到達すると、樹脂の注入が停止され、樹
脂は上モールド１３と下モールド１５との型面間にて成
形され、所定の樹脂成形品Ｐｔが生成されることにな
る。そして、ポイントＤにて樹脂の注入が終了し、上モ
ールド１３による樹脂への加圧が完了すると、上方部１
２は速度ｖ３にて上昇し、ポイントＥの速度切り替え点
にて速度ｖ４に高速化し、図５（ｄ）に示すようにポイ
ントＦ、すなわち、オープンハイト位置Ｏｐに到達する
と停止する。これにより、ポイントＡ〜Ｆの一連の樹脂
成形にかかる樹脂成形サイクルが終了する。

【００３２】図６は、ポイントＣからポイントＤに上方
部１２が移行するに際しての位置および圧力制御の制御
方法の一態様を示したタイムチャートである。図６
（ａ）は位置制御の態様を示すとともに、図６（ｂ）は
圧力制御の態様を示している。図において、上方部１２
の下降動作に基づいて、上モールド１３と下モールド１
５との型面間に注入された樹脂に対して作用する圧力を
一定にしつつ、徐々に上モールド１３を下降させ、ポイ
ントＣからポイントＤまで位置制御する。このとき、サ
ーボモータ１８の出力によって発生する圧力を一定にす
るため、実際には型面間に注入された樹脂の注入圧等の
型面間に発生する内部圧力により制御圧力には若干の変
動が発生する。また、ポイントＤへの位置制御による位
置決めついても、同ポイントＤ付近においては、上方部
１２の圧力と樹脂注入圧等の型面間に発生する内部圧力
とが均衡する位置に収束するため、位置決め制御する位
置と、実測の位置とが異なる場合が発生しうる。

【００３３】図７は、ポイントＣからポイントＤに上方
部１２が移行するに際しての位置および圧力制御の制御
方法の他の一態様を示したタイムチャートである。図７
（ａ）は位置制御の態様を示すとともに、図７（ｂ）は
圧力制御の態様を示している。図においては、圧力を時
間ととも変化させ、また、これに併せて位置を徐々に変
化させる制御を実行する。かかる場合においても、上述
したのと同様にポイントＤにおける位置決め位置は実測
と異なる場合が生じうる。本実施形態においては樹脂注
入圧を制御する態様を採用していないが、むろん、樹脂
注入圧の制御を併用する態様を採用しても良い。かかる
場合、上モールド１３あるいは下モールド１５の型面上
に圧力センサーを取り付け、この圧力センサーにて検出
する型面間の圧力がサーボモータ１８の制御に基づく圧
力になるように樹脂注入圧を制御することによって、よ
り精度良くサーボモータ１８による圧力制御を実現する
ことが可能になる。

【００３４】図８は、ポイントＣからポイントＤに上方
部１２が移行するに際しての位置および圧力制御の制御
方法のさらに他の一態様を示したタイムチャートであ
る。図８（ａ）は位置制御の態様を示すとともに、図８
（ｂ）は圧力制御の態様を示している。ポイントＣおよ
びポイントＤの位置を一致させ、この位置を一定に保持
しつつ、圧力を時間ととも変化させる制御を実行する。
かかる場合においても、上方部１２の圧力と、樹脂注入
圧等の型面間に発生する内部圧力との圧力のバランスが
均衡した位置にて位置決めがなされるため、位置決め制
御する位置と、実測の位置とがずれる場合が発生しう
る。

【００３５】図９は、図７に示した態様によって実施さ
れる樹脂成形処理の処理内容を示したフローチャートで
ある。同図において、最初に、ポイントＡの位置を検出
し、樹脂成形処理の処理を開始する（ステップＳ１０
０）。サーボモータ１８の速度を速度ｖ１に設定し上方
部１２を下降させる（ステップＳ１０５）。ポイントＢ
を検出すると（ステップＳ１１０）、速度を速度ｖ２に
切り替えて上方部１２を下降させる（ステップＳ１１
５）。ここで、ポイントＣを検出すると（ステップＳ１
２０）、コントローラ８１に設定された加圧時間Ｔとポ
イントＣＤ間の距離Ｘとトルク値Ｙとを取得する。そし
て、このトルク値Ｙより初期圧力α，最終圧力βを決定
する（ステップＳ１２５）。

【００３６】そして、加圧時間Ｔを所定の単位で分割
し、この単位ごとに制御する位置データΔｘおよび圧力
データΔｐを算出する（ステップＳ１３０）。ここで、
樹脂注入装置５０を作動させて、樹脂の注入を開始させ
る（ステップＳ１３５）。次に、移動距離ｘにΔｘを加
算するとともに（ステップＳ１４０）、加圧圧力ｐにΔ
ｐを加算し（ステップＳ１４５）、移動距離ｘが距離Ｘ
以上であるか否かを判別する（ステップＳ１５０）。移
動距離ｘが距離Ｘ未満であれば、加圧圧力ｐが最終圧力
β以上であるか否かを判別し（ステップＳ１５５）、最
終圧力β未満であれば、ステップＳ１４０〜Ｓ１５５を
繰り返す。

【００３７】ここで、ステップＳ１５０の判別にて移動
距離ｘが距離Ｘ以上になるか、加圧圧力ｐが最終圧力β
以上になると、上方型１２に対する位置制御および圧力
制御を停止させる。これにより、上方型１２は停止する
（ステップＳ１６０）。併せて樹脂の注入を停止させる
（ステップＳ１６５）。そして、速度を速度ｖ３に設定
し上方型１２を上昇させる（ステップＳ１７０）。ポイ
ントＥを検出すると（ステップＳ１７５）、速度を速度
ｖ４に切り替えて上方部１２を上昇させる（ステップＳ
１８０）。ここで、ポイントＦを検出すると（ステップ
Ｓ１８５）、上方型１２の上昇を停止させ（ステップＳ
１９０）、樹脂成形処理は終了する。

【００３８】上述したように、本実施形態では、ポイン
トＣ〜Ｄにおいて、上モールド１３を下降させるにあた
り、サーボモータ１８にて位置制御および圧力制御を実
行する。そして、この圧力制御によって、当該上モール
ド１３と下モールド１５との型面間に注入された樹脂に
対して作用する圧力を一定、あるいは、所定の割合で増
加させつつ、位置制御によって徐々に上モールド１３を
下降させて、ポイントＣ〜Ｄでの圧力制御および位置制
御を行なっている。このように、サーボモータ１８を利
用して上モールド１３および下モールド１５の間隙に注
入された樹脂に一定の圧力を発生させる制御は、制御シ
ステム８０の制御に基づいてサーボモータ１８に発生す
るトルクを制御するトルク制御によって実現している。

【００３９】一方、型面間に注入された樹脂に対して作
用する圧力を制御する場合においては、上方部１２およ
び上モールド１３の重量について考慮する必要が生じる
場合がある。これは、サーボモータ１８でのトルク制御
にて制御可能な圧力の範囲以外で、上方部１２および上
モールド１３の重量によって、上記間隙に注入された樹
脂に対する圧力が形成されるためである。従って、上方
部１２および上モールド１３の重量が上記間隙に注入さ
れた樹脂に対して形成する圧力以上に、小さい圧力を加
えるために圧力制御を行なう場合、サーボモータ１８に
て上モールド１３を本来の型締め方向とは逆方向の上側
に移動するように駆動しなければならないことになる。

【００４０】このとき、サーボモータ１８に発生させる
トルクをマイナス側に、すなわち、上モールド１３を上
側に持ち上げるマイナストルクを発生させなければなら
ない。この場合、サーボモータ１８のマイナス側のトル
クと上方部１２および上モールド１３の重量が等しくな
るように近づける場合は、圧力制御は０に近づいてしま
い、型締め方向への力が働かないこととなって、位置制
御が出来なくなる。そこで、本実施形態においては、図
１０に示すように樹脂成形装置を構成する。

【００４１】同図において、樹脂成形装置１００は、樹
脂成形装置１０の構成に加えて、型締めに際して、上方
部１２および上モールド１３の重量を支持可能なバラン
サーシリンダ部１１０を具備する構成となっている。こ
のバランサーシリンダ１１０は、油圧シリンダ部１１１
と、ロッド部１１２と、連結部１１３とを備えており、
連結部１１３は、ロッド部１１２の外側端部と上方部１
２の上面に接続しており、油圧シリンダ部１１１の動作
を上方部１２に作用させることが可能になっている。

【００４２】この油圧シリンダ部１１１は、予め、上方
部１２および上モールド１３の重量を考慮して、所定の
圧力にて当該上方部１２および上モールド１３を上側に
持ち上げて支持するように所定の油圧力を設定し、この
設定した油圧力にて上方部１２および上モールド１３を
上側に持ち上げつつ、サーボモータ１８による上方部１
２および上モールド１３の制御（圧力制御，位置制御）
によって、ロッド部１１２が下降させられるようにすれ
ば良い。これにより、サーボモータ１８では、常に、上
方部１２および上モールド１３を型締め方向に押し下げ
るトルクが発生するため、上述したマイナストルクの発
生による弊害を防止することが可能になる。

【００４３】上記した実施形態では、バランサーシリン
ダ部１１０の油圧シリンダ部１１１は予め設定した所定
の油圧力にて常時動作する構成を採用した。しかし、こ
のように、油圧シリンダ部１１１に固定的な所定の油圧
力を設定し、常時、油圧シリンダ部１１１により上方部
１２および上モールド１３を支持する態様に限定される
ものではなく、サーボモータ１８による圧力制御，位置
制御の状態に合せて、適宜油圧シリンダ部１１１の動作
を制御する態様を採用しても良い。図１１は、サーボモ
ータ１８の状態に応じて、コントローラ８１にて実行さ
れる油圧シリンダ部１１１の動作を制御する重量支持制
御処理の処理内容を示したフローチャートである。

【００４４】同図において、この重量支持制御処理の処
理開始のトリガーとして、樹脂成形運転が開始された否
かを判別する（ステップＳ１００）。樹脂成形運転が開
始されていれば、最初に、サーボモータ１８の出力して
いるトルク値をサーボアンプ８２を介して取得する（ス
テップＳ１０５）。そして、このトルク値が０以下であ
るか否かを判別し（ステップＳ１１０）、０以下であれ
ば、油圧シリンダ部１１１を作動させ、上方部１２およ
び上モールド１３を持ち上げさせる（ステップＳ１１
５）。このように、油圧シリンダ部１１１を作動させた
後に、適宜サーボアンプ８２を介してトルク値を取得し
（ステップＳ１２０）、このトルク値が０以下であるか
否かを判別し（ステップＳ１２５）、０より大きけれ
ば、油圧シリンダ部１１１の作動を停止させる（ステッ
プＳ１３０）。一方、トルク値が０以下であれば油圧シ
リンダ部１１１の作動を継続させる。このような重量支
持制御処理を樹脂成形運転が終了するまで実行する（ス
テップＳ１４０）。

【００４５】このように、上方部１２および上モールド
１３の重量を支えるバランサーシリンダ部１１０を樹脂
成形装置１００に取り付けることにより、型締めにあた
り、上方部１２および上モールド１３の重量を型締め方
向とは反対の上側に持ち上げることが可能になる。これ
によって、上モールド１３および下モールド１５間の樹
脂に対する圧力を制御するために、サーボモータ１８で
制御するトルクが常時加圧方向に働くことになる。これ
によって、サーボモータ１８による圧力制御を安定させ
ることが可能になる。また、サーボモータ１８の保持ト
ルクを利用することにより、より精度の高い位置制御が
可能となる。

【００４６】また、樹脂成形時に、ポイントＣにて樹脂
の注入を開始し、ポイントＤに至るまでの型締めの過程
にて、上方部１２を駆動させるサーボモータ１８によっ
て、ポイントＣからポイントＤまでの位置を制御しつ
つ、上モールド１３と下モールド１４との型面間に発生
する内圧をサーボモータ１８の圧力制御を使用すること
により、一定品質の樹脂成形品の生成を可能にすること
ができるとともに、成形時間を略一定にすることを可能
にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる樹脂成形装置の概
略構成を示した概略外観図である。

【図２】樹脂成形装置１０に同樹脂成形装置１０の下方
部１４を搬送する搬送装置の概略構成を示した概略外観
図である。

【図３】制御システムの概略構成を示した構成図であ
る。

【図４】樹脂成形時において上方部１２が型締めを行う
際の制御態様を示したタイムチャートである。

【図５】樹脂成形時において上方部１２が型締めを行う
際の樹脂成形装置１０の動作の時間経過を簡略的に図示
した時間経過図である。

【図６】ポイントＣからポイントＤに上方部１２が移行
するに際しての位置および圧力制御の制御方法の一態様
を示したタイムチャートである。

【図７】ポイントＣからポイントＤに上方部１２が移行
するに際しての位置および圧力制御の制御方法の他の一
態様を示したタイムチャートである。

【図８】ポイントＣからポイントＤに上方部１２が移行
するに際しての位置および圧力制御の制御方法のさらに
他の一態様を示したタイムチャートである。

【図９】樹脂成形処理の処理内容を示したフローチャー
トである。

【図１０】バランサーシリンダを備えた樹脂成形装置の
概略構成を示した概略外観図である。

【図１１】重量支持制御処理の処理内容を示したフロー
チャートである。

【符号の説明】

１０…樹脂成形装置 １１…筐体 １２…上方部 １３…上モールド １４…下方部 １５…下モールド １６…ボールネジ １７…ボールベアリング １８…サーボモータ １９…タイミングベルト ２０…タイミングプーリ ５０…樹脂注入装置 ５１…タンク（主剤） ５２…タンク（硬化剤） ５３…タンク（アセトン） ５４〜５６…ポンプ ５７〜５９…バルブ ６０…流路 ６１…樹脂注入経路 ６２…注入部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型面が所定の間隙を備えて対面する上下
   型と、 樹脂成形品の成形に際して上記間隙に樹脂を注入する樹
   脂注入手段と、 上記上下型の型締めに至る過程で、上記樹脂を注入した
   間隙の内圧が所定圧力となるように上記上型および下型
   の位置決め制御を実行する型締め制御手段とを具備する
   ことを特徴とする樹脂成形装置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の樹脂成形装置にお
   いて、 上記樹脂注入手段は、上記間隙に設置された所定の含浸
   素材に多粘性樹脂を注入して含浸させることを特徴とす
   る樹脂成形装置。
3. 【請求項３】 上記請求項１または請求項２のいずれか
   に記載の樹脂成形装置において、 上記型締め制御手段は、上記内圧を略一定に制御すると
   ともに、所定の変化率に基づいて上記間隙を徐々に縮小
   しつつ所定の位置に位置決め制御することを特徴とする
   樹脂成形装置。
4. 【請求項４】 上記請求項１または請求項２のいずれか
   に記載の樹脂成形装置において、 上記型締め制御手段は、所定の変化率に基づいて徐々に
   拡大する方向に上記内圧を制御するとともに、所定の変
   化率に基づいて上記間隙を徐々に縮小しつつ所定の位置
   に位置決め制御することを特徴とする樹脂成形装置。
5. 【請求項５】 上記請求項１または請求項２のいずれか
   に記載の樹脂成形装置において、 上記型締め制御手段は、所定の変化率に基づいて徐々に
   拡大する方向に上記内圧を制御するとともに、上記間隙
   を略一定に制御することを特徴とする樹脂成形装置。
6. 【請求項６】 上記請求項１〜請求項５のいずれかに記
   載の樹脂成形装置において、 上記型締め制御手段は、サーボモータにて構成されるこ
   とを特徴とする樹脂成形装置。
7. 【請求項７】 上記請求項１〜請求項６のいずれかに記
   載の樹脂成形装置において、 上記樹脂注入手段は、上記間隙内に発生する内圧を検出
   する圧力検出手段を備えるとともに、同圧力検出手段に
   て検出した内圧が上記型締め制御手段の制御する所定圧
   力に略一致するように樹脂の注入を制御することを特徴
   とする樹脂成形装置。
8. 【請求項８】 上記請求項１〜請求項７のいずれかに記
   載の樹脂成形装置において、 上記型締めに際して、上記上型あるいは下型の重量を支
   持する型重量支持手段を備えることを特徴とする樹脂成
   形装置。
9. 【請求項９】 上記請求項８に記載の樹脂成形装置にお
   いて、 上記型重量支持手段は、バランサーシリンダにて構成さ
   れることを特徴とする樹脂成形装置。
10. 【請求項１０】 所定の形状を備える上型と所定の形状
    を備える下型とを両型面を所定の間隙を備えて対面させ
    同間隙に樹脂を注入しつつ上記上型および下型を型締め
    して樹脂成形品を生成する樹脂成形方法であって、 樹脂成形品の成形に際して上記間隙に樹脂を注入する樹
    脂注入工程と、 上記上下型の型締めに至る過程で上記樹脂を注入した間
    隙の内圧が所定圧力となるように上記上型および下型の
    位置決め制御を実行する位置決め制御工程とを具備する
    ことを特徴とする樹脂成形方法。